JP2003188643A - Antenna assembly and array antenna using the same - Google Patents

Antenna assembly and array antenna using the same

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JP2003188643A
JP2003188643A JP2001387223A JP2001387223A JP2003188643A JP 2003188643 A JP2003188643 A JP 2003188643A JP 2001387223 A JP2001387223 A JP 2001387223A JP 2001387223 A JP2001387223 A JP 2001387223A JP 2003188643 A JP2003188643 A JP 2003188643A
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JP
Japan
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antenna
slot
taper
frequency signal
dielectric substrate
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Fushimi
英樹 伏見
Kazuyoshi Yamashita
和義 山下
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid dropping the gain of an antenna assembly having broadband antenna characteristics over a wide angle of its radiation pattern, thus obtaining a wide width of beam over a wide band. <P>SOLUTION: The antenna assembly comprises: a plurality of taper slot antennas composed of antenna elements having conductors formed on a dielectric substrate and taper slots formed into the conductors such that the slot width expands toward the ends of the dielectric substrate, micro striplines for feeding high frequency signals to the antenna elements, and transducers for transmitting the high frequency signals fed from the micro striplines onto the taper slots after mode conversion thereof; and a distributor for distributing and feeding the high frequency signals to the taper slot antennas disposed radially with the dielectric substrate ends disposed along a circular arc. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、通信あるいはレ
ーダシステム等において使用されるアンテナ装置及びこ
れを用いたアレイアンテナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna device used in a communication system or a radar system and an array antenna using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、広帯域のアンテナ特性をもつアン
テナ装置としてテーパスロットアンテナと呼ばれるもの
が広く知られている。このテーパスロットアンテナは、
アンテナ基板上に基板端部の方向に向かって徐々に広が
る形状を有するテーパスロットからなるアンテナ素子を
形成している。例えば、特開2000−196344号
公報には、このようなアンテナ素子にスロット線路およ
びコプレーナ線路を介して給電を行うアンテナ装置が記
載されている。
2. Description of the Related Art Heretofore, a taper slot antenna has been widely known as an antenna device having a broadband antenna characteristic. This taper slot antenna is
An antenna element is formed on the antenna substrate, which is composed of a tapered slot having a shape that gradually expands toward the end of the substrate. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-196344 describes an antenna device that feeds power to such an antenna element via a slot line and a coplanar line.

【0003】また、図5は上述したようなアンテナ素子
を有する一般的なテーパスロットアンテナを示す斜視図
である。図5において、21は誘電体基板、22は誘電
体基板1上に形成された金属導体部、23はこの金属導
体部22に形成され、誘電体基板21の端部の方向に向
かって幅が徐々に広がるテーパ部24を有するアンテナ
素子、25はマイクロストリップ線路、26はマイクロ
ストリップ線路25により供給された高周波信号をモー
ド変換してアンテナ素子3のスロット線路27に伝送す
るマイクロストリップ−スロット変換部、28は外部装
置等から供給された高周波信号をマイクロストリップ線
路25に給電する同軸コネクタである。
FIG. 5 is a perspective view showing a general taper slot antenna having an antenna element as described above. In FIG. 5, reference numeral 21 is a dielectric substrate, 22 is a metal conductor portion formed on the dielectric substrate 1, 23 is formed on the metal conductor portion 22, and the width of the dielectric substrate 21 is increased toward the end portion. An antenna element having a tapered portion 24 that gradually expands, 25 is a microstrip line, and 26 is a microstrip-slot conversion unit that mode-converts the high-frequency signal supplied by the microstrip line 25 and transmits it to the slot line 27 of the antenna element 3. , 28 are coaxial connectors for supplying a high frequency signal supplied from an external device or the like to the microstrip line 25.

【0004】同軸コネクタ28から給電された高周波信
号は、マイクロストリップ線路25を介してマイクロス
トリップ−スロット変換器26に供給される。マイクロ
ストリップ−スロット変換器26に供給された高周波信
号はスロット線路27上にモード変換され、スロット線
路27を介してアンテナ素子23のテーパ部24に伝送
される。テーパ部24は誘電体基板21の端部の方向に
向かって幅が徐々に広がる構成となっており、アンテナ
素子23上に誘電体基板21の端部に向かう進行波が形
成される。
The high frequency signal fed from the coaxial connector 28 is supplied to the microstrip-slot converter 26 via the microstrip line 25. The high frequency signal supplied to the microstrip-slot converter 26 is mode-converted on the slot line 27 and transmitted to the taper portion 24 of the antenna element 23 via the slot line 27. The tapered portion 24 has a structure in which the width thereof gradually widens toward the end portion of the dielectric substrate 21, and a traveling wave toward the end portion of the dielectric substrate 21 is formed on the antenna element 23.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ装置は
以上のように構成されているので、広帯域に亘ってイン
ピーダンスの整合は取れるものの、アンテナ装置単体で
広角での放射パターンが周波数高域において落ち込み、
ビーム幅が狭くなるという問題点があった。すなわち、
アンテナ装置の放射に寄与する主な部位は、誘電体基板
21の端部におけるアンテナ素子23の開口部Aである
が、実際にはアンテナ素子2の開口部A以外におけるテ
ーパ部24からも電波が放射され、スロット線路7から
テーパ部24にわたる誘電体基板21の端部付近Bにお
いて波源が分布し、アンテナ装置がエンドファイアアレ
ーのような振るまいをする。そして、この現象は波長に
対してテーパ部24の長手方向の長さが長くなる周波数
高域で顕著になり、そのため周波数高域においては、ビ
ーム幅が狭くなるという現象が発生する。
Since the conventional antenna device is constructed as described above, impedance matching can be achieved over a wide band, but the antenna device alone has a wide-angle radiation pattern drop in the high frequency range. ,
There is a problem that the beam width becomes narrow. That is,
The main part that contributes to the radiation of the antenna device is the opening A of the antenna element 23 at the end of the dielectric substrate 21, but in reality, radio waves are also emitted from the tapered portion 24 other than the opening A of the antenna element 2. The wave source is radiated and the wave source is distributed in the vicinity B of the end portion of the dielectric substrate 21 extending from the slot line 7 to the taper portion 24, and the antenna device behaves like an end fire array. Then, this phenomenon becomes remarkable in the high frequency region where the length of the taper portion 24 in the longitudinal direction becomes long with respect to the wavelength, and therefore, in the high frequency region, the beam width becomes narrow.

【0006】図6は図5に示す従来のアンテナ装置の放
射パターンを模式的に示す放射パターン図である。図5
に示すように、アンテナ装置がエンドファイアアレーの
ような振るまいをした場合、広角での利得の落ち込みが
発生し、実際の放射パターン29は所望の放射パターン
30に対してビーム幅が狭く形成される。
FIG. 6 is a radiation pattern diagram schematically showing a radiation pattern of the conventional antenna device shown in FIG. Figure 5
As shown in, when the antenna device behaves like an end fire array, a wide-angle gain drop occurs, and the actual radiation pattern 29 is formed with a narrow beam width with respect to the desired radiation pattern 30. It

【0007】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、広帯域のアンテナ特性をもつアン
テナ装置において、放射パターンの広角での利得の落ち
込みを防止し、広帯域に亘って広いビーム幅を得ること
ができる新規な構成のアンテナ装置を得ることを目的と
する。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and in an antenna device having a wide band antenna characteristic, a drop in gain at a wide angle of a radiation pattern is prevented, and a wide beam is spread over a wide band. It is an object of the present invention to obtain an antenna device having a novel structure capable of obtaining a width.

【0008】また、このようなアンテナ装置を用い、放
射パターンへの影響が少ない新規な構成のアレーアンテ
ナを得ることを目的とする。
It is another object of the present invention to obtain an array antenna having a novel structure, which has a small influence on the radiation pattern by using such an antenna device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るア
ンテナ装置は、誘電体基板に導体部が形成され、この導
体部に前記誘電体基板の端部に向かって広がるテーパス
ロットからなるアンテナ素子、このアンテナ素子に高周
波信号を供給するマイクロストリップ線路及びこのマイ
クロストリップ線路により供給された高周波信号を前記
テーパスロット上にモード変換して伝送する変換部を形
成したテーパスロットアンテナ部と、前記誘電体基板の
端部が円弧状に配置されるように複数の前記テーパスロ
ットアンテナ部を放射状に配置し、これら複数の前記テ
ーパスロットアンテナ部に高周波信号を分配して給電す
る分配器とを備えたものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an antenna device, wherein a conductor portion is formed on a dielectric substrate, and the conductor portion comprises a tapered slot that widens toward an end portion of the dielectric substrate. An element, a microstrip line for supplying a high-frequency signal to the antenna element, and a taper slot antenna section having a conversion section for mode-converting and transmitting the high-frequency signal supplied by the microstrip line on the taper slot; A plurality of taper slot antenna parts are arranged radially so that the ends of the body substrate are arranged in an arc shape, and a distributor that distributes a high-frequency signal to the plurality of taper slot antenna parts and supplies the power. It is a thing.

【0010】請求項2の発明に係るアンテナ装置は、前
記分配器が前記複数のテーパスロットアンテナ部に給電
する高周波信号を等振幅、かつ、等位相に分配するもの
である。
In the antenna device according to the second aspect of the present invention, the distributor distributes the high-frequency signal fed to the plurality of taper slot antenna parts into equal amplitude and equal phase.

【0011】請求項3の発明に係るアンテナ装置は、前
記複数のテーパスロットアンテナ部が3つ以上のテーパ
スロットアンテナ部により構成したものである。
In the antenna device according to a third aspect of the present invention, the plurality of taper slot antenna parts are constituted by three or more taper slot antenna parts.

【0012】請求項4の発明に係るアンテナ装置は、前
記複数のテーパスロットアンテナ部の各テーパスロット
アンテナ部の間に形成される角度が45度以内となるよ
うに配置されたものである。
The antenna device according to a fourth aspect of the present invention is arranged such that an angle formed between the tapered slot antenna portions of the plurality of tapered slot antenna portions is within 45 degrees.

【0013】請求項5の発明に係るアンテナ装置は、円
弧部分にテーパ状切欠き部を形成した扇型のバイコニカ
ル状アンテナ部と、このバイコニカル状アンテナ部の前
記テーパ状切欠き部に連接して形成され、記円弧部分の
反対側に延びるスロット部と、このスロット部に高周波
信号を供給する給電線路と、この給電線路により供給さ
れた前記高周波信号を前記スロット部にモード変換して
伝送する変換部とを備えたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an antenna device, wherein a fan-shaped biconical antenna portion having a tapered notch portion formed in an arc portion is connected to the tapered notch portion of the biconical antenna portion. A slot portion formed on the opposite side of the circular arc portion, a feeding line for supplying a high frequency signal to the slot portion, and a conversion for mode-converting and transmitting the high frequency signal supplied by the feeding line to the slot portion. And a section.

【0014】請求項6の発明に係るアレイアンテナは、
請求項1又は請求項5に記載のアンテナ装置をアレイ状
に配置したものである。
An array antenna according to the invention of claim 6 is
The antenna device according to claim 1 or 5 is arranged in an array.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1について図1及び図2を用いて説明する。
図1はこの発明の実施の形態1によるアンテナ装置を示
す構成斜視図である。図1において、1は誘電体基板、
2は誘電体基板1上に形成された金属導体部、3はこの
金属導体部2に形成され、誘電体基板1の端部の方向に
向かってスロット幅が徐々に広がるテーパ部4を有する
アンテナ素子、5はマイクロストリップ線路、6はマイ
クロストリップ線路5により供給された高周波信号をモ
ード変換してアンテナ素子3のスロット線路7上に伝送
するマイクロストリップ−スロット変換器(以下、単に
変換部という。)、8は後述する分配器により高周波信
号が給電される給電部、9は入力端10から高周波信号
が入力され、誘電体基板1、金属導体部2、アンテナ素
子3、マイクロストリップ線路5、変換器6及び給電部
からなる各テーパスロットアンテナ部11に高周波信号
を分配して給電する分配器、12は各テーパスロットア
ンテナ部11の給電部8にそれぞれ接続され、分配器9
により分配された高周波信号を各テーパスロットアンテ
ナ部11の給電部8に給電する給電線路である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
1 is a configuration perspective view showing an antenna device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a dielectric substrate,
2 is an antenna having a metal conductor portion formed on the dielectric substrate 1 and 3 is formed on the metal conductor portion 2 and having a taper portion 4 in which the slot width gradually widens toward the end of the dielectric substrate 1. An element 5, a microstrip line, and 6 a microstrip-slot converter (hereinafter, simply referred to as a converter) that mode-converts a high-frequency signal supplied by the microstrip line 5 and transmits it on the slot line 7 of the antenna element 3. ), 8 is a power feeding portion to which a high frequency signal is fed by a distributor described later, 9 is a high frequency signal input from an input end 10, and the dielectric substrate 1, the metal conductor portion 2, the antenna element 3, the microstrip line 5, the conversion A distributor for distributing a high-frequency signal to each taper slot antenna unit 11 including a power supply unit 6 and a power supply unit for power supply, and 12 is a power supply unit for each taper slot antenna unit 11. It is connected to the part 8, the distributor 9
Is a power feeding line that feeds the high frequency signal distributed by the above to the power feeding unit 8 of each taper slot antenna unit 11.

【0016】図1に示すように、各テーパスロットアン
テナ部11はほぼ同様に構成されており、給電部8を中
心に放射状に配置され、誘電体基板1の端部、すなわち
電波が放射されるテーパスロットアンテナ部11の開口
部13が円弧線14上に配置されるように設けられてい
る。また、実施の形態1によるアンテナ装置では、3つ
のテーパスロットアンテナ部11を放射状に配置して各
テーパスロットアンテナ部10の間に形成される角度が
それぞれ45度前後となるように構成しているが、各テ
ーパスロットアンテナ部11間に形成される角度(以
下、配置角度という)が45度以下であれば2つのテー
パスロットアンテナ部11、あるいはテーパスロットア
ンテナ部11の数を増やすことも可能である。なお、こ
れらの配置角度は45度以内とすることが望ましい。
As shown in FIG. 1, each taper slot antenna section 11 has substantially the same structure and is arranged radially around the feeding section 8 to radiate an end portion of the dielectric substrate 1, that is, a radio wave. The opening 13 of the tapered slot antenna section 11 is provided so as to be arranged on the arc line 14. Further, in the antenna device according to the first embodiment, the three taper slot antenna parts 11 are radially arranged so that the angles formed between the respective taper slot antenna parts 10 are about 45 degrees. However, if the angle formed between the taper slot antenna parts 11 (hereinafter referred to as the arrangement angle) is 45 degrees or less, the two taper slot antenna parts 11 or the number of the taper slot antenna parts 11 can be increased. is there. In addition, it is desirable that these arrangement angles be within 45 degrees.

【0017】次に動作について図2を用いて説明する。
分配器9の入力端10に入力された高周波信号はこの分
配器9により等振幅、等位相に分配され、給電線路12
を介して各テーパスロットアンテナ部11の給電部8に
それぞれ給電される。各給電部8に給電された高周波信
号はそれぞれマイクロストリップ線路5を介して変換部
6に供給され、各変換部6によりスロット線路7上にそ
れぞれモード変換される。各変換部6においてモード変
換された信号はそれぞれスロット線路7、テーパ部4を
伝送し、誘電体基板1の端部、すなわち各テーパスロッ
トアンテナ部11の開口部13からそれぞれ放射され
る。なお、各テーパスロットアンテナ部11の開口部1
3においては、変換部6によりモード変換された信号が
それぞれ等位相で励振されており、またこれらのテーパ
スロットアンテナ部11を図1に示すように放射状に配
置しているので、各テーパスロットアンテナ部11の開
口部13においては球面波状の波源分布が形成される。
Next, the operation will be described with reference to FIG.
The high frequency signal input to the input terminal 10 of the distributor 9 is distributed by the distributor 9 to the same amplitude and the same phase, and
Power is fed to the feeding portion 8 of each taper slot antenna portion 11 via the. The high-frequency signal fed to each feeding unit 8 is supplied to the converting unit 6 via the microstrip line 5, and each converting unit 6 performs mode conversion on the slot line 7. The signal whose mode has been converted in each converter 6 is transmitted through the slot line 7 and the tapered portion 4, and is radiated from the end portion of the dielectric substrate 1, that is, the opening 13 of each tapered slot antenna portion 11. The opening 1 of each taper slot antenna unit 11
3, the signals whose modes have been converted by the converter 6 are excited in the same phase, and the tapered slot antenna parts 11 are radially arranged as shown in FIG. In the opening 13 of the portion 11, a spherical wave-shaped wave source distribution is formed.

【0018】ここで、図2は図1に示すアンテナ装置等
において発生する波源分布を説明する波源分布等説明図
である。図2(a)は実施の形態1によるアンテナ装置
の波源分布及びその放射パターンを示す波面分布等説明
図、図2(b)は図1に示すアンテナ装置のテーパスロ
ットアンテナ部11を平行に配置した際の波源分布及び
その放射パターンを示す波源分布等説明図である。図2
(b)に示すように、テーパスロットアンテナ部11を
平行に配置したアンテナ装置の場合には、たとえ高周波
信号を等振幅、等位相に分配して各テーパスロットアン
テナ部11に給電したとしても各テーパスロットアンテ
ナ部11の開口部13において波面が揃い、狭いビーム
幅の放射パターン15が形成されてしまう。これに対
し、実施の形態1によるアンテナ装置では、各テーパス
ロットアンテナ部11が放射状に配置されているので、
図2(a)に示すようにその波面形状が円弧状となり、
テーパスロットアンテナ部11の角度範囲内において同
心円状の波源分布となる。このような波源分布となるこ
とにより、各テーパスロットアンテナ部11の開口部1
3から放射される電波は球面波のまま放射され、広角に
おける利得の落ち込みが防止された所望の放射パター
ン、すなわち広帯域に亘り広いビーム幅の放射パターン
16を形成することができる。
Here, FIG. 2 is an explanatory view of a wave source distribution etc. for explaining a wave source distribution generated in the antenna device etc. shown in FIG. FIG. 2A is an explanatory diagram of the wave source distribution and the wavefront distribution showing the radiation pattern of the antenna device according to the first embodiment, and FIG. 2B is a plan view showing the tapered slot antenna section 11 of the antenna device shown in FIG. It is explanatory drawing, such as a wave source distribution which shows the wave source distribution and its radiation pattern at the time of doing. Figure 2
As shown in (b), in the case of the antenna device in which the taper slot antenna units 11 are arranged in parallel, even if the high frequency signal is distributed to the taper slot antenna units 11 by distributing the same amplitude and phase. The wavefronts are aligned in the opening 13 of the tapered slot antenna unit 11, and the radiation pattern 15 having a narrow beam width is formed. On the other hand, in the antenna device according to the first embodiment, since the taper slot antenna parts 11 are radially arranged,
As shown in FIG. 2 (a), the wavefront shape becomes an arc shape,
Within the angular range of the tapered slot antenna section 11, the wave source distribution is concentric. With such a wave source distribution, the openings 1 of the taper slot antenna parts 11 are formed.
The radio wave radiated from 3 is radiated as a spherical wave as it is, so that a desired radiation pattern in which a drop in gain in a wide angle is prevented, that is, a radiation pattern 16 having a wide beam width over a wide band can be formed.

【0019】以上のように、実施の形態1によるアンテ
ナ装置によれば、各テーパスロットアンテナ部10の開
口部12が円弧状に配置されるよう複数のテーパスロッ
トアンテナ部10を放射状に配置し、これら複数のテー
パスロットアンテナ部10に分配器9により分配された
高周波信号を供それぞれ給するので、同心円状の波源分
布が形成されて各テーパスロットアンテナ部10の開口
部12から球面状の電波が放射される。これにより、広
角における利得の落ち込みが防止され、広帯域に亘り広
いビーム幅の放射パターンを形成することができる。
As described above, according to the antenna device of the first embodiment, the plurality of taper slot antenna units 10 are radially arranged so that the openings 12 of each taper slot antenna unit 10 are arranged in an arc shape. Since the high frequency signals distributed by the distributor 9 are supplied to the plurality of taper slot antenna parts 10, respectively, a concentric circular wave source distribution is formed and spherical radio waves are generated from the openings 12 of the taper slot antenna parts 10. Is emitted. As a result, a drop in gain in a wide angle can be prevented, and a radiation pattern having a wide beam width can be formed over a wide band.

【0020】実施の形態2.次に、この発明の実施の形
態2について図3を用いて説明する。図3はこの発明の
実施の形態2によるアンテナ装置を示す構成斜視図であ
る。図3において、17は円弧部分にテーパ状切欠き部
18を形成した扇型のバイコニカル状アンテナ部、7b
はこのバイコニカル状アンテナ部の前記テーパ状切欠き
部17に連接して形成され、円弧部分と反対側に延びる
スロット部、5bは高周波信号を供給する給電線路、6
bこの給電線路5bにより供給された高周波信号をスロ
ット部7b上にモード変換して伝送する変換部、8bは
外部装置等からの高周波信号が給電される同軸コネクタ
等の給電部である。
Embodiment 2. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 is a configuration perspective view showing an antenna device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 17 denotes a fan-shaped biconical antenna portion in which a tapered notch portion 18 is formed in an arc portion, 7b.
Is a slot portion formed to be connected to the tapered notch portion 17 of the biconical antenna portion and extending on the side opposite to the arc portion, and 5b is a feed line for supplying a high frequency signal, 6
b A converter for mode-converting and transmitting the high-frequency signal supplied by the feeder line 5b onto the slot 7b, and 8b is a feeder such as a coaxial connector to which a high-frequency signal from an external device is fed.

【0021】テーパ状切欠き部18を形成した扇型のバ
イコニカル状アンテナ部17(以下、バイコニカル状ア
ンテナ部17という)の給電部8bに給電された高周波
信号は給電線路5bを介して変換部6bに供給され、変
換部6bによりスロット部7b上にモード変換される。
変換部6bにおいてモード変換された信号はスロット部
7b、テーパ上切欠き部18を伝送してテーパ上切欠き
部18の円弧状端部、すなわちバイコニカル状アンテナ
部17の開口部13bから放射される。なお、バイコニ
カル状アンテナ部17の開口部13bが円弧状に構成さ
れているので、図1に示す実施の形態1によるアンテナ
装置と同様の同心円状の波源分布が形成される。そし
て、このような波源分布となることにより、バイコニカ
ル状アンテナ部17の開口部13bから放射される電波
は球面波のまま放射され、広角における利得の落ち込み
が防止された所望の放射パターン、すなわち広帯域に亘
り広いビーム幅の放射パターン16を形成することがで
きる。
The high frequency signal fed to the feeding portion 8b of the fan-shaped biconical antenna portion 17 (hereinafter referred to as the biconical antenna portion 17) having the tapered notch portion 18 is fed to the converting portion 6b via the feeding line 5b. To the slot 7b by the converter 6b.
The signal whose mode has been converted in the converter 6b is transmitted through the slot 7b and the tapered upper notch 18, and is radiated from the arc-shaped end of the tapered upper notch 18, that is, the opening 13b of the biconical antenna 17. . Since the opening 13b of the biconical antenna unit 17 is formed in an arc shape, a concentric wave source distribution similar to that of the antenna device according to the first embodiment shown in FIG. 1 is formed. With such a wave source distribution, the radio wave radiated from the opening 13b of the biconical antenna unit 17 is radiated as a spherical wave, and a desired radiation pattern in which a drop in gain in a wide angle is prevented, that is, a wide band is obtained. It is possible to form the radiation pattern 16 having a wide beam width over the entire area.

【0022】以上のように、実施の形態2によるアンテ
ナ装置によれば、バイコニカル状アンテナ部17の開口
部13bが円弧状に形成されているので、同心円状の波
源分布が形成され、バイコニカル状アンテナ部17の開
口部13bから球面状の電波が放射される。これによ
り、広角における利得の落ち込みが防止され、実施の形
態1によるアンテナ装置と同様に広帯域に亘り広いビー
ム幅の放射パターンを形成することができる。
As described above, according to the antenna device of the second embodiment, since the opening 13b of the biconical antenna part 17 is formed in an arc shape, a concentric circular wave source distribution is formed, and the biconical antenna is formed. A spherical radio wave is radiated from the opening 13b of the portion 17. As a result, a drop in gain in a wide angle can be prevented, and a radiation pattern having a wide beam width can be formed over a wide band as in the antenna device according to the first embodiment.

【0023】実施の形態3.次に、この発明の実施の形
態3について説明する。この実施の形態3においては図
1又は図3に示すようなアンテナ装置を適用したアレー
アンテナについて説明する。実施の形態2では、扇型の
バイコニカル状アンテナ部17の円弧部分にテーパ状切
欠き部18を形成しているが、この型を円筒型とし、円
周全体にテーパ状切欠き部18を形成すると一般のバイ
コニカルアンテナと同様の構成となる。このようなバイ
コニカルアンテナは水平面内無指向性を得ることができ
るのでビーム幅を広げることは可能であるが、全方位方
向に電波が放射されるので、これを平面アレーアンテナ
等に適用することは困難である。すなわち、バイコニカ
ルアンテナを平面アレーアンテナの取付面に実装した場
合、無指向性のアンテナは当然バックローブ成分も大き
く、その取付面が反射板として動作し、その反射板から
の高さに依存した特定の方向で利得が落ち込むという現
象が発生する。
Embodiment 3. Next, a third embodiment of the invention will be described. In the third embodiment, an array antenna to which the antenna device as shown in FIG. 1 or 3 is applied will be described. In the second embodiment, the tapered notch portion 18 is formed in the arc portion of the fan-shaped biconical antenna portion 17. However, this die is formed into a cylindrical shape, and the tapered notch portion 18 is formed over the entire circumference. Then, the configuration is similar to that of a general biconical antenna. Since such a biconical antenna can obtain omnidirectionality in the horizontal plane, it is possible to widen the beam width, but since radio waves are radiated in all azimuth directions, this should be applied to a plane array antenna etc. It is difficult. That is, when the biconical antenna is mounted on the mounting surface of the planar array antenna, the omnidirectional antenna naturally has a large back lobe component, and the mounting surface acts as a reflector and depends on the height from the reflector. The phenomenon that the gain drops in a specific direction occurs.

【0024】これに対し、上述したような図1及び図2
に示す本発明に係るアンテナ装置では、複数のテーパス
ロットアンテナ部11の角度範囲、又はバイコニカル状
アンテナ部17の角度範囲においてのみ球面状の電波が
放射されるので、このようなアンテナ装置を平面アレー
アンテナ等に適用した場合には、これらアンテナ装置が
取り付けられるアンテナ取付面に対するバックローブの
影響を大幅に低減することができ、平面アレーアンテナ
等の覆域内において利得の落ち込みが無く、所望の覆域
をカバーできる広いビーム幅を有したアレーアンテナを
構成することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 1 and FIG.
In the antenna device according to the present invention shown in FIG. 2, spherical radio waves are radiated only in the angular range of the plurality of taper slot antenna parts 11 or in the angular range of the biconical antenna part 17. When applied to an antenna, etc., the effect of back lobes on the antenna mounting surface on which these antenna devices are mounted can be greatly reduced, and there is no drop in gain within the coverage of a planar array antenna, etc. It is possible to configure an array antenna having a wide beam width capable of covering the above.

【0025】図4はアレーアンテナのアンテナ取付面と
これに実装されるアンテナ装置との配置関係を模式的に
示す部分構成図である。図4において、19はアンテナ
取付面、20はバックローブであり、例えば、バイコニ
カル状アンテナ部17により構成される複数のアンテナ
装置がこのアンテナ取付面19にアレイ状に取付けられ
る。なお、アンテナ装置の具体的な取付構造やアレーア
ンテアナ全体の構成については説明を省略する。図4に
示すように、アンテナ装置の開口部13bはアンテナ取
付面19と反対方向に向かって配置されるため、アンテ
ナ取付面19に対するバックローブの影響を大幅に低減
することができ、平面アレーアンテナ等の覆域内におい
て利得の落ち込みが無く、所望の覆域内において広いビ
ーム幅を有したアレーアンテナを構成することができ
る。
FIG. 4 is a partial configuration diagram schematically showing the positional relationship between the antenna mounting surface of the array antenna and the antenna device mounted on the antenna mounting surface. In FIG. 4, 19 is an antenna mounting surface, and 20 is a back lobe. For example, a plurality of antenna devices configured by the biconical antenna unit 17 are mounted on the antenna mounting surface 19 in an array. It should be noted that description of the specific mounting structure of the antenna device and the overall configuration of the array antenna is omitted. As shown in FIG. 4, since the opening 13b of the antenna device is arranged in the direction opposite to the antenna mounting surface 19, the influence of the back lobe on the antenna mounting surface 19 can be significantly reduced, and the planar array antenna It is possible to construct an array antenna having a wide beam width within a desired coverage area without a drop in gain within the coverage area.

【0026】なお、具体的には、バイコニカル状アンテ
ナ部17の円弧部分を通る線のなす角度を180度以内
とすることにより、アンテナ取付面19に対するバック
ローブの影響、及び隣り合うアンテナ装置に対する影響
を大幅に低減することができる。実施の形態1によるア
ンテナ装置を適用する場合も両外側に配置されるテーパ
スロットアンテナ部のなす角度を180度以内とするこ
とにより、アンテナ取付面19に対するバックローブの
影響、及び隣り合うアンテナ装置に対する影響を大幅に
低減することができる。
More specifically, by setting the angle formed by the line passing through the circular arc portion of the biconical antenna portion 17 within 180 degrees, the influence of the back lobe on the antenna mounting surface 19 and the influence on the adjacent antenna device. Can be significantly reduced. Also when the antenna device according to the first embodiment is applied, the angle between the taper slot antenna portions arranged on both outer sides is set to be 180 degrees or less, so that the influence of the back lobe on the antenna mounting surface 19 and the adjacent antenna devices are reduced. The influence can be significantly reduced.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、誘電
体基板に導体部が形成され、この導体部に前記誘電体基
板の端部に向かって広がるテーパスロットからなるアン
テナ素子、このアンテナ素子に高周波信号を供給するマ
イクロストリップ線路及びこのマイクロストリップ線路
により供給された高周波信号を前記テーパスロット上に
モード変換して伝送する変換部を形成したテーパスロッ
トアンテナ部と、前記誘電体基板の端部が円弧状に配置
されるように複数の前記テーパスロットアンテナ部を放
射状に配置し、これら複数の前記テーパスロットアンテ
ナ部に高周波信号を分配して給電する分配器とを備えた
ので、放射パターンの広角での利得の落ち込みが防止さ
れ、広帯域に亘って広いビーム幅を得ることができるア
ンテナ装置を得ることができる。
As described above, according to the present invention, an antenna element having a conductor portion formed on a dielectric substrate, and the conductor portion having a tapered slot extending toward an end portion of the dielectric substrate, and the antenna A microstrip line for supplying a high-frequency signal to the element, a taper slot antenna part formed with a conversion part for mode-converting and transmitting the high-frequency signal supplied by the microstrip line on the taper slot, and an end of the dielectric substrate. Since the plurality of taper slot antenna parts are arranged radially so that the parts are arranged in an arc shape, and a distributor for distributing and feeding a high frequency signal to the plurality of taper slot antenna parts is provided, a radiation pattern An antenna device that can prevent wide-angle gain drop and obtain a wide beam width over a wide band Door can be.

【0028】また、他の発明によれば、円弧部分にテー
パ状切欠き部を形成した扇型のバイコニカル状アンテナ
部と、このバイコニカル状アンテナ部の前記テーパ状切
欠き部に連接して形成され、記円弧部分の反対側に延び
るスロット部と、このスロット部に高周波信号を供給す
る給電線路と、この給電線路により供給された前記高周
波信号を前記スロット部にモード変換して伝送する変換
部とを備えたので、放射パターンの広角での利得の落ち
込みが防止され、広帯域に亘って広いビーム幅を得るこ
とができるアンテナ装置を得ることができる。
According to another aspect of the invention, a fan-shaped biconical antenna portion having a tapered notch portion formed in an arc portion and a tapered notch portion of the biconical antenna portion are connected to each other. A slot portion extending to the opposite side of the circular arc portion, a power feeding line for supplying a high frequency signal to the slot portion, and a converter for mode-converting and transmitting the high frequency signal supplied by the power feeding line to the slot portion. Since the antenna device is provided, it is possible to obtain an antenna device which can prevent the gain from dropping in a wide angle of the radiation pattern and can obtain a wide beam width over a wide band.

【0029】また、他の発明によれば、前記のようなア
ンテナ装置をアレイ状に配置したので、アンテナ装置の
アンテナ取付面に対するバックローブの影響を大幅に低
減することができ、アレーアンテナの覆域内において利
得の落ち込みが少なく、所望の覆域において広いビーム
幅を有したアレーアンテナを得ることができる。
According to another aspect of the invention, since the antenna devices as described above are arranged in an array, the influence of the back lobe on the antenna mounting surface of the antenna device can be greatly reduced, and the array antenna is covered. It is possible to obtain an array antenna having a small beam drop within the range and having a wide beam width in a desired coverage area.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1によるアンテナ装置
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an antenna device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示すアンテナ装置等において発生する
波源分布を説明する波源分布等説明図である。
2 is an explanatory diagram of a wave source distribution and the like for explaining a wave source distribution generated in the antenna device and the like shown in FIG.

【図3】 この発明の実施の形態2によるアンテナ装置
を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an antenna device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態3によるアレーアンテ
ナのアンテナ取付面とこれに実装されるアンテナ装置と
の配置関係を模式的に示す部分構成図である。
FIG. 4 is a partial configuration diagram schematically showing an arrangement relationship between an antenna mounting surface of an array antenna according to a third embodiment of the present invention and an antenna device mounted thereon.

【図5】 従来のアンテナ装置を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a conventional antenna device.

【図6】 図4に示す従来のアンテナ装置の放射パター
ンを模式的に示す放射パターン図である。
FIG. 6 is a radiation pattern diagram schematically showing a radiation pattern of the conventional antenna device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 誘電体基板、2 金属導体部、3 アンテナ素子、
4 テーパ部、5 マイクロストリップ線路、5b 給
電線路 6,6b 変換部、7,7b スロット部、
8,8b 給電部、9 分配器、11 テーパスロット
アンテナ部、13,13b 開口部、17 バイコニカ
ル状アンテナ部、18 テーパ状切欠き部。
1 dielectric substrate, 2 metal conductor part, 3 antenna element,
4 taper part, 5 microstrip line, 5b feed line 6,6b conversion part, 7,7b slot part,
8 and 8b feeding part, 9 distributor, 11 taper slot antenna part, 13 and 13b opening part, 17 biconical antenna part, 18 taper notch part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J021 AA03 AA07 AA10 AA11 AB06 CA03 FA32 GA08 HA04 HA05 JA02 5J045 AA02 AA26 BA02 DA06 EA07 FA02 GA03 HA03 HA06 JA12 NA01 NA07    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 5J021 AA03 AA07 AA10 AA11 AB06                       CA03 FA32 GA08 HA04 HA05                       JA02                 5J045 AA02 AA26 BA02 DA06 EA07                       FA02 GA03 HA03 HA06 JA12                       NA01 NA07

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘電体基板に導体部が形成され、この導
体部に前記誘電体基板の端部に向かってスロット幅が広
がるテーパスロットからなるアンテナ素子、このアンテ
ナ素子に高周波信号を供給するマイクロストリップ線路
及びこのマイクロストリップ線路により供給された高周
波信号を前記テーパスロット上にモード変換して伝送す
る変換部を形成したテーパスロットアンテナ部と、前記
誘電体基板の端部が円弧状に配置されるように複数の前
記テーパスロットアンテナ部を放射状に配置し、これら
複数の前記テーパスロットアンテナ部に高周波信号を分
配して給電する分配器とを備えたことを特徴とするアン
テナ装置。
1. An antenna element having a conductor portion formed on a dielectric substrate, wherein the conductor portion is formed of a taper slot whose slot width is widened toward an end portion of the dielectric substrate, and a micro-frequency signal is supplied to the antenna element. A stripline and a taper slot antenna section forming a conversion section for mode-converting and transmitting the high-frequency signal supplied by the microstripline on the taper slot and an end of the dielectric substrate are arranged in an arc shape. An antenna device comprising: a plurality of the taper slot antenna parts arranged in a radial manner, and a distributor for distributing a high-frequency signal to the plurality of taper slot antenna parts for feeding.
【請求項2】 前記分配器は、前記複数のテーパスロッ
トアンテナ部に給電する高周波信号を等振幅、かつ、等
位相に分配することを特徴とする請求項1記載のアンテ
ナ装置。
2. The antenna device according to claim 1, wherein the distributor distributes the high-frequency signal fed to the plurality of taper slot antenna units to an equal amplitude and an equal phase.
【請求項3】 前記複数のテーパスロットアンテナ部
は、3つ以上のテーパスロットアンテナ部により構成し
たことを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
3. The antenna device according to claim 1, wherein the plurality of taper slot antenna parts are composed of three or more taper slot antenna parts.
【請求項4】 前記複数のテーパスロットアンテナ部
は、各テーパスロットアンテナ部の間に形成される角度
が45度以内となるように配置されたことを特徴とする
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のアンテナ装
置。
4. The plurality of taper slot antenna parts are arranged such that an angle formed between the taper slot antenna parts is within 45 degrees. The antenna device according to any one of claims.
【請求項5】 円弧部分にテーパ状切欠き部を形成した
扇型のバイコニカル状アンテナ部と、このバイコニカル
状アンテナ部の前記テーパ状切欠き部に連接して形成さ
れ、記円弧部分の反対側に延びるスロット部と、このス
ロット部に高周波信号を供給する給電線路と、この給電
線路により供給された前記高周波信号を前記スロット部
にモード変換して伝送する変換部とを備えたことを特徴
とするアンテナ装置。
5. A fan-shaped biconical antenna portion having a tapered notch formed in an arc portion, and a side opposite to the arc portion formed so as to be connected to the tapered notch portion of the biconical antenna portion. A slot portion extending to the slot portion, a feeding line for supplying a high frequency signal to the slot portion, and a converter for mode-converting and transmitting the high frequency signal supplied by the feeding line to the slot portion. Antenna device.
【請求項6】 請求項1又は請求項5に記載のアンテナ
装置をアレイ状に配置したことを特徴とするアレイアン
テナ。
6. An array antenna, wherein the antenna device according to claim 1 or 5 is arranged in an array.
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